一种接触网受电弓压力在线检测方法技术

本发明专利技术公开了一种接触网受电弓压力在线检测方法，其基于接触网受电弓压力在线检测装置实施，该接触网受电弓压力在线检测装置设有定位标志和相机；通过将定位标志设置在位于受监测接触网的悬挂点所在的垂直于受监测接触网延伸方向的竖向平面之外的位置，并用相机采集基准照片和比对照片，基准照片示出了定位标志在受监测接触网未与列车的受电弓接触时的状态，比对照片示出了定位标志在列车运行至其受电弓与所述定位标志的中心点在水平方向上的距离在1m以内时的状态，利用比对中心像素点相对所述基准中心像素点的竖向位移量△H必然与接触网所受到的压力F存在一一对应的关系，计算出列车的受电弓在比对照片的拍摄时刻作用于受监测接触网上压力F。

A method for on-line detection of pantograph pressure in a catenary

The invention discloses a pantograph pressure method for online detection of catenary, the pantograph catenary pressure on-line detection device implementation based on the catenary pantograph pressure on-line detection device is provided with a positioning mark and the camera; positioning mark is arranged in the monitored catenary suspension point is located outside the vertical plane by monitoring the catenary perpendicular to the extension direction of the position, and using the camera to collect reference photos and matching photos, photo shows the benchmark positioning mark in monitoring catenary not with the train by state of pantograph contact, on the photo shows the positioning mark in the train to the pantograph and the location mark the center point in the horizontal direction of the distance is within 1m of the state, by comparison the center pixel relative vertical displacement H the reference center pixel and inevitable contact network There is a one-to-one corresponding relationship between the pressure F and the pantograph of the train acting on the monitored contact network pressure F at the time of comparison of the photograph.

【技术实现步骤摘要】
一种接触网受电弓压力在线检测方法
本专利技术涉及一种接触网受电弓压力在线检测方法，应用于铁路电力机车受电弓与接触网压力的在线检测。
技术介绍
电力机车在线路上前行，要保证机车顺利受电，受电弓与接触网要以一定的压力接触，但压力过大或过小会影响到或受电效率低、或离线、或增加滑板磨耗、或拉弧损伤甚至造成恶性停车事故等危害。所以在线运行的机车此值必须要控制在一个合理的范围内，使安全、效率、维修成本达到最佳。接触网压力在线检测目前国内在铁路正线线路、车辆段、出入库等多处使用，目的是要在线测出弓网实际压力值，可实时发现故障即压力超限，评估使用效率，通过积累大数据可预知维修期与使用寿命，为维护和使用提出指导意见。目前新建地铁都采用刚性接触网，为适应目前纲性接触网越来越多的应用，开发正线钢性网压力在线监测装置已成为迫切需求。实际应用中，检测方法有车载测量、地面测量，比较成熟的地面测量是利用杠杆式结构，如图1所示，适用于柔性和刚性接触网，需要在网上方安装一杠杆机构，杠杆机构需要绝缘，顶挂，通过杠杆原理把弓对网压力F转换到另一边拉杆作用于压力传感器上的拉力F’，由压力传感器输出压力参数。本方法缺点：第一，属接触测量，第二，需要绝缘高压，第三，输出值受接触网驰度影响。如图2所示，广州市奥特创通测控技术有限公司专利技术的专利号为ZL201620388881.3的基于光纤光栅的刚性接触网压力检测装置，即通过安装于钢性网汇流排上特殊夾具的专用光纤光栅1，利用光纤光栅对微变形的敏感度，测量运行列车过弓2时对钢性网3的作用力产生局部变形，其中，传感器长度约100mm，局部变形在um量级。实验室与模拟现场试验表明该方案是可行的。该方案的缺点是：第一，属于接触测量，第二，需要在汇流排安装特殊夾具4，给供电部门的运维带来困扰，第三，汇流排的局部微变量太小，现场的干扰如空挂带来了测不准问题。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是：提供一种接触网受电弓压力在线检测方法。解决上述技术问题，本专利技术所采用的技术方案如下：一种接触网受电弓压力在线检测方法，其特征在于：所述的接触网受电弓压力在线检测方法基于接触网受电弓压力在线检测装置实施，该接触网受电弓压力在线检测装置设有定位标志和相机；所述定位标志设置在受监测接触网的侧面，且所述定位标志位于所述受监测接触网的悬挂点所在的垂直于所述受监测接触网延伸方向的竖向平面之外；所述相机固定在位于所述受监测接触网侧方的固定建筑物上，并使得所述定位标志落在所述相机的拍摄范围之内；所述的接触网受电弓压力在线检测方法包括：步骤一、所述受监测接触网未与列车的受电弓接触时，用所述相机进行拍摄，并将所述相机拍摄到的照片记为基准照片，所述定位标志的中心点在该基准照片上的图像记为基准中心像素点；步骤二、在列车的受电弓接触到所述受监测接触网且所述列车运行至其受电弓与所述定位标志的中心点在水平方向上的距离在1m以内时，用所述相机进行拍摄，并将所述相机拍摄到的照片记为比对照片，所述定位标志的中心点在该比对照片上的图像记为比对中心像素点；步骤三、分别对所述基准照片和比对照片进行图像识别，获取所述基准中心像素点和比对中心像素点在相同的直角坐标系xoy中的坐标，依次记为(x0,y0)和(x1,y1)，其中，所述直角坐标系xoy的x轴沿水平方向延伸、y轴沿竖直方向延伸；步骤四、计算所述比对中心像素点相对所述基准中心像素点的竖向位移量△H＝y1-y0的值，再根据所述竖向位移量△H与所述受监测接触网所受压力F的函数关系式，计算出所述列车的受电弓在所述比对照片的拍摄时刻作用于所述受监测接触网上压力F。为了进一步提高压力F检测的精确性，作为本专利技术的优选实施方式：所述定位标志的中心点位于所述受监测接触网的相邻的两个悬挂点的中间位置上。为了便于在相机所拍摄的照片中对定位标志进行图像分析定位，作为本专利技术的优选实施方式：所述定位标志为圆环形图案标志；所述步骤一中，所述定位标志的中心点为该圆形图案标志的圆心。为了提高在相机所拍摄的照片中对定位标志进行图像分析定位的精确性，作为本专利技术的优选实施方式：所述定位标志包含两个以上图案标志。为了提高对相机所拍摄照片进行图像识别的精确性，作为本专利技术的优选实施方式：所述相机的拍摄方向垂直于所述受监测接触网的侧面。作为本专利技术的优选实施方式：所述相机的像素在300万像素至1000万像素之间、镜头在50mm至25mm之间，所述相机的镜头与所述受监测接触网的侧面之间的距离在500mm至3000mm之间。为了便于将定位标志纳入相机的拍摄范围之内，作为本专利技术的优选实施方式：所述接触网受电弓压力在线检测装置还设有支架和角度调节机构；所述支架固定在所述固定建筑物上，所述相机通过所述角度调节机构安装在所述支架上，所述角度调节机构能够调节所述相机相对于所述支架的角度并锁定。为了便于实时获取相机拍摄到的照片，作为本专利技术的优选实施方式：所述的接触网受电弓压力在线检测装置还设有数据采集设备；所述数据采集设备与所述相机的数据输出端电性连接，所述数据采集设备能够实时接收所述相机所拍摄到的照片。为了更进一步提高压力F检测的精确性，作为本专利技术的优选实施方式：所述步骤二中，所述相机在所述列车运行至其受电弓位于所述定位标志的中心点的正下方时进行拍摄。为了便于获取基准中心像素点和比对中心像素点的坐标，作为本专利技术的优选实施方式：所述步骤三中，所述直角坐标系xoy建立在所述相机所拍摄照片所在的平面上，且所述直角坐标系xoy以所述相机所拍摄照片的四个角部角点中的任意一个作为坐标原点o，所述直角坐标系xoy的x轴沿所述相机所拍摄照片中的水平方向延伸、y轴沿所述相机所拍摄照片中的竖直方向延伸。与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：本专利技术将定位标志设置在位于受监测接触网的悬挂点所在的垂直于受监测接触网延伸方向的竖向平面之外的位置，并通过相机采集基准照片和比对照片，其中，基准照片示出了定位标志在受监测接触网未与列车的受电弓接触时的状态，比对照片示出了定位标志在列车运行至其受电弓与所述定位标志的中心点在水平方向上的距离在1m以内时的状态，从而，利用比对中心像素点相对所述基准中心像素点的竖向位移量△H必然与接触网所受到的压力F存在一一对应的关系，计算出列车的受电弓在比对照片的拍摄时刻作用于受监测接触网上压力F。基于上述构思，本专利技术具有以下优点：第一，本专利技术仅需在受监测接触网上设置不影响列车运行的定位标志，属于非接触测量，因此，本专利技术避免了现有技术中所采用的接触式测量存在需增加电气绝缘措施的问题；第二，本专利技术通过测量竖向位移量△H来计算压力F，是将接触网的固定支撑和汇流排看作具有弱弹性系数的系统，再通过测这个系统的弹性微变形即竖向位移量△H，用以计算压力F，由于这个系统的弹性微变形比局部微变形大1000倍，即可能达到mm量级，因此现有的相机能够清楚的获取到能够反映竖向位移量△H的照片，所以，本专利技术的检测精度能够保证工程需要；第三，本专利技术的实施不受受监测接触网的驰度和空挂的影响；第四，本专利技术的安装简单实用，运行维护安全可靠。附图说明下面结合附图和具体实施例对本专利技术作进一步的详细说明：图1为现有的杠杆式结构接触网受电弓压力检测装置的结构示意图；图2为现有的基于光纤光栅的刚性接触网本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种接触网受电弓压力在线检测方法，其特征在于：所述的接触网受电弓压力在线检测方法基于接触网受电弓压力在线检测装置实施，该接触网受电弓压力在线检测装置设有定位标志(1)和相机(2)；所述定位标志(1)设置在受监测接触网(3)的侧面(3a)，且所述定位标志(1)位于所述受监测接触网(3)的悬挂点(31)所在的垂直于所述受监测接触网(3)延伸方向的竖向平面(31a)之外；所述相机(2)固定在位于所述受监测接触网(3)侧方的固定建筑物(4)上，并使得所述定位标志(1)落在所述相机(2)的拍摄范围之内；所述的接触网受电弓压力在线检测方法包括：步骤一、所述受监测接触网(3)未与列车的受电弓接触时，用所述相机(2)进行拍摄，并将所述相机(2)拍摄到的照片记为基准照片，所述定位标志(1)的中心点在该基准照片上的图像记为基准中心像素点(C0)；步骤二、在列车的受电弓接触到所述受监测接触网(3)且所述列车运行至其受电弓与所述定位标志(1)的中心点在水平方向上的距离在1m以内时，用所述相机(2)进行拍摄，并将所述相机(2)拍摄到的照片记为比对照片，所述定位标志(1)的中心点在该比对照片上的图像记为比对中心像素点(C1)；步骤三、分别对所述基准照片和比对照片进行图像识别，获取所述基准中心像素点(C0)和比对中心像素点(C1)在相同的直角坐标系xoy中的坐标，依次记为(x0,y0)和(x1,y1)，其中，所述直角坐标系xoy的x轴沿水平方向延伸、y轴沿竖直方向延伸；步骤四、计算所述比对中心像素点(C1)相对所述基准中心像素点(C0)的竖向位移量△H＝y1‑y0的值，再根据所述竖向位移量△H与所述受监测接触网(3)所受压力F的函数关系式，计算出所述列车的受电弓在所述比对照片的拍摄时刻作用于所述受监测接触网(3)上压力F。...

【技术特征摘要】
1.一种接触网受电弓压力在线检测方法，其特征在于：所述的接触网受电弓压力在线检测方法基于接触网受电弓压力在线检测装置实施，该接触网受电弓压力在线检测装置设有定位标志(1)和相机(2)；所述定位标志(1)设置在受监测接触网(3)的侧面(3a)，且所述定位标志(1)位于所述受监测接触网(3)的悬挂点(31)所在的垂直于所述受监测接触网(3)延伸方向的竖向平面(31a)之外；所述相机(2)固定在位于所述受监测接触网(3)侧方的固定建筑物(4)上，并使得所述定位标志(1)落在所述相机(2)的拍摄范围之内；所述的接触网受电弓压力在线检测方法包括：步骤一、所述受监测接触网(3)未与列车的受电弓接触时，用所述相机(2)进行拍摄，并将所述相机(2)拍摄到的照片记为基准照片，所述定位标志(1)的中心点在该基准照片上的图像记为基准中心像素点(C0)；步骤二、在列车的受电弓接触到所述受监测接触网(3)且所述列车运行至其受电弓与所述定位标志(1)的中心点在水平方向上的距离在1m以内时，用所述相机(2)进行拍摄，并将所述相机(2)拍摄到的照片记为比对照片，所述定位标志(1)的中心点在该比对照片上的图像记为比对中心像素点(C1)；步骤三、分别对所述基准照片和比对照片进行图像识别，获取所述基准中心像素点(C0)和比对中心像素点(C1)在相同的直角坐标系xoy中的坐标，依次记为(x0,y0)和(x1,y1)，其中，所述直角坐标系xoy的x轴沿水平方向延伸、y轴沿竖直方向延伸；步骤四、计算所述比对中心像素点(C1)相对所述基准中心像素点(C0)的竖向位移量△H＝y1-y0的值，再根据所述竖向位移量△H与所述受监测接触网(3)所受压力F的函数关系式，计算出所述列车的受电弓在所述比对照片的拍摄时刻作用于所述受监测接触网(3)上压力F。2.根据权利要求1所述的接触网受电弓压力在线检测方法，其特征在于：所述定位标志(1)的中心点位于所述受监测接触网(3)的相邻的两个悬挂点(31)的中间位置上。3.根据权利要求1所述的接触网受电弓压...

【专利技术属性】
技术研发人员：王玉东，邱荣波，杨强龙，
申请(专利权)人：广州市奥特创通测控技术有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44